石英坩埚机械设备

真空电弧法生产石英坩埚的技术和设备可行性报告

一、 前 言 技术和经济的发展以及人口的增长，使得人类对能源的需求越来越大。基于现在环境污染和常规能源短缺的双重危机，发展清洁的，可再生的新能源的要求越来越迫切。太阳能具有丰富、清洁、可再生的优点，受到了国际社会的广泛关注。太阳能发电原理是利用半导体材料的光电效应。

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太阳能发电不需要燃料、无污染、安全、无噪音、建设周期短、资源相对广泛、寿命长，太阳能电池一般寿命25 年，免维护，所以在世界各国，先后发起了国家光伏发展计划和太阳能屋顶计划，光伏能源被认为是21 世纪最重要的能源，可再生的绿色能源。光伏产业是世界上发展最快的产业，比IT 业发展还要快，而且国际能源机构推算，今后的五十年内，硅太阳能电池（光伏产业）的发展速度将保持在 50%以上的增长速度，是一个朝阳产业。利用太阳能，离不开单晶硅电池板，从而离不开生产电池板的高品质的电弧石英坩埚。真空电弧法生产石英坩埚（以下简称真空坩埚）是目前世界上生产石英坩埚进的技术。

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它以电弧为热源，离心成型的工艺制造坩埚。其特点是设备可操作性强，工艺成熟，产品利润空间大，市场前景广阔。石英玻璃坩埚是单晶硅生产中的关键必需品，是半导体产业的龙头产业。广泛应用于电子、化工等诸多行业。

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用电弧法制造的半导体半透明石英坩埚是拉制大直径单晶硅，发展大规模集成电路必不可少的基础材料。二、真空坩埚的生产工艺特点 本工艺是用电弧为热源，离心成型为基础，熔化预先成型过的高纯石英粉料，通过抽真空制造高纯度内层透明，外层乳白的石英坩埚的装置。主机包括：旋转成型机构、电极升降及开闭机构、遮热板升降机构、电弧电源装置、液压传动系统、真空系统、电控操作台系统、防音及给排风系统、吹扫清洗设备及坩埚取出工具等。生产原理：将高纯石英粉装入可任意倾动角度的旋转成型模内，利用离心力成型，将已成坩埚形的旋转着的装置移动至电极棒处，然后将电极送电启弧，同时启动真空系统，使其快速熔化成坩埚形状的熔融石英，经冷却后取出，即完成一个石英坩埚的生产。

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目前，在可生产6-14 英寸和14-22 英寸真空坩埚的两种成套设备的基础上，又设计了24-28 英寸的真空坩埚制造设备。真空石英坩埚制品特别适用拉单晶炉拉制低氧碳大直径硅单晶用。它具有热稳定性好，能在高温下连续工作时间长，并且在使用过程中，没有软化和塌边现象，无高温开裂鼓泡现象，与熔硅长时间接触融入量小，降低了单晶中的氧含量，提高了单晶的质量，且高温下不形成方石英颗粒，易于拉晶控制，性能稳定。该产品性能优越，具有纯度高、 杂质含量低、几何尺寸偏差小，无气泡，无析晶现象等优点，技术水平达到国际先进水平，具有很高的推广价 该技术主要只利用高纯石英砂，在超净环境下真空烧制而成。

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具有高纯度、耐高温等优良理化性能。该产品完全能满足美国GE、日本申和 以及国际通用标准DHS。最近我们又开发了真空电弧涂层法生产石英玻璃坩埚这一具有高技术含量的新工艺，制造的高纯度石英坩埚壁体分不透明和透明两层。在坩埚内表面有一层，其典型的厚度为0.6mm~2.0mm. 该透明层内没有气泡，且透明层的制造原料纯度高，可以保证坩埚长时间使用不容易析晶。

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